Ax Component Bc6Ead
1. **بيان المسألة:**
معطى متجه السرعة لسريان غير قابل للانضغاط:
$$\mathbf{V} = (6xt + yz^2)\mathbf{i} + (3t + xy^2)\mathbf{j} + (xy - 2xyz - 6tz)\mathbf{k}$$
نريد حساب مركبة العجلة في اتجاه محور $x$ عند النقطة $A(1,1,1)$ والزمن $t=1$.
2. **صيغة العجلة:**
العجلة هي المشتقة الزمنية لمتجه السرعة:
$$\mathbf{a} = \frac{D\mathbf{V}}{Dt} = \frac{\partial \mathbf{V}}{\partial t} + (\mathbf{V} \cdot \nabla) \mathbf{V}$$
3. **حساب المشتقة الجزئية لمركبة السرعة $V_x$ بالنسبة للزمن:**
$$V_x = 6xt + yz^2$$
$$\frac{\partial V_x}{\partial t} = 6x$$
عند $x=1$:
$$\frac{\partial V_x}{\partial t} = 6 \times 1 = 6$$
4. **حساب مشتقات $V_x$ بالنسبة للمتغيرات المكانية:**
$$\frac{\partial V_x}{\partial x} = 6t$$
$$\frac{\partial V_x}{\partial y} = z^2$$
$$\frac{\partial V_x}{\partial z} = 2yz$$
عند $x=1, y=1, z=1, t=1$:
$$\frac{\partial V_x}{\partial x} = 6 \times 1 = 6$$
$$\frac{\partial V_x}{\partial y} = 1^2 = 1$$
$$\frac{\partial V_x}{\partial z} = 2 \times 1 \times 1 = 2$$
5. **حساب مركبات السرعة عند النقطة والزمن المعطى:**
$$V_x = 6 \times 1 \times 1 + 1 \times 1^2 = 6 + 1 = 7$$
$$V_y = 3 \times 1 + 1 \times 1^2 = 3 + 1 = 4$$
$$V_z = 1 \times 1 - 2 \times 1 \times 1 \times 1 - 6 \times 1 \times 1 = 1 - 2 - 6 = -7$$
6. **حساب مركبة العجلة في اتجاه $x$ باستخدام:
$$a_x = \frac{\partial V_x}{\partial t} + V_x \frac{\partial V_x}{\partial x} + V_y \frac{\partial V_x}{\partial y} + V_z \frac{\partial V_x}{\partial z}$$
بتعويض القيم:
$$a_x = 6 + 7 \times 6 + 4 \times 1 + (-7) \times 2 = 6 + 42 + 4 - 14 = 38$$
**النتيجة النهائية:**
$$a_x = 38$$
إذن الخيار الصحيح هو (a) $a_x=38$.